WO2013110724A1 - Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais - Google Patents

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WO2013110724A1
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motor
ferrite core
reactive
impedance
terminal
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PCT/EP2013/051369
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Pierre Blanchet
Pierre PILARD
Alain Servin
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Valeo Systèmes d'Essuyage
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    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/42—Networks for transforming balanced signals into unbalanced signals and vice versa, e.g. baluns
    • H03H7/425—Balance-balance networks
    • H03H7/427—Common-mode filters

Definitions

  • the invention relates to a band attenuator / eliminator filter for electromagnetic inductions for a brush DC motor.
  • DC motors used for the equipment of motor vehicles comprise a commutator rotating on the sectors of which brushes in contact with these sectors allow the supply of the armature and the drive. of the motor.
  • transient phenomena are generators of noise and / or interference, which can be analyzed into erratic harmonic frequency structure pulses, at very high frequency, which can be between 1 00 MHz and 1 GHz, but with a high amplitude level. , in particular when switching the contact of the brushes on the successive sectors of the collector.
  • EMC filters for Electronic Magnetic Capacity in English which usually comprise a filter system with intercalated inductors. between the motor terminals and the battery terminals.
  • this type of filter makes it possible to obtain a suitable attenuation of interference and / or interference for frequencies whose harmonic components are less than about 100 MHz.
  • Another solution as described by the application EP 336 530, consists, for example, in providing an HF band filtering by an HF circuit and a BF band filtering by a BF circuit.
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks of electromagnetic induction filtering solutions of DC motors of the prior art by implementing a single-band filtering structure in a frequency range of between 100 MHz. and 1 GHz.
  • Another object of the present invention is furthermore the implementation of an electromagnetic induction band attenuator / eliminator filter for a brush DC motor that is fully compatible with the current EMC filters and can therefore be integrated into these filters. last, or partially added to these, without introducing an increase in the volume and size of the engine.
  • the filter attenuator / band eliminator electromagnetic inductions DC motor brushes object of the invention is more particularly intended for windshield wiper motors.
  • it comprises at least one integrated with an electromagnetic compatibility inductance filter formed by at least a first reactive impedance inserted between the positive motor supply terminal and the positive terminal of the battery and a second reactive impedance. inserted between the negative power supply terminal and the vehicle ground, a first capacitive impedance connected in parallel between the positive terminal and the negative power supply terminal, and a second capacitive impedance of electrical capacitance lower than that of the first capacitive impedance and connected in parallel between the positive terminal of the battery and the motor ground terminal.
  • the attenuator / band eliminator filter of the electromagnetic inductions for brush DC motor which is the subject of the invention, is furthermore remarkable in that the second capacitive impedance consists of electrical capacitors connected in series, the midpoint of the two electrical capabilities being connected to the metal casing of the motor.
  • the attenuator / band eliminator electromagnetic inducing DC motor brushes object of the invention is also remarkable in that the first, second and third electrical capacitance have the same value, less than 1 F.
  • the filter attenuator of electromagnetic inductions for brush DC motor, object of the invention is furthermore remarkable in that it also comprises at least a third reactive impedance. inserted in series between the input terminal of the first reactive impedance and the positive terminal of the battery, and, between the output terminal of the second reactive impedance and the vehicle ground terminal.
  • the attenuator band filter of electromagnetic inductions for DC brush motor, object of the invention is also remarkable in that it comprises a fourth reactive impedance inserted in series on an auxiliary power supply circuit of the motor.
  • the band attenuator filter of the electromagnetic inductions for brush DC motor which is the subject of the invention, is also remarkable in that the third and fourth reactive impedances have an impedance of identical value, greater than 50 ohms in a band of frequencies between 100 MHz and 1GHz.
  • the attenuator / band eliminator electromagnetic inducing DC motor brush, object of the invention is also remarkable in that the third and fourth reactive impedance are each constituted by a ferrite core inductance.
  • the attenuator / band eliminator filter of the electromagnetic inductions for brush DC motor which is the subject of the invention, is also remarkable in that the inductors with a ferrite core are placed on the closing plate of the motor so as to surround each supply conductor track connected to the battery supply terminal respectively to the vehicle ground terminal or to the auxiliary power supply circuits of the motor.
  • the attenuator / band eliminator filter of the electromagnetic inductions for brush DC motor which is the subject of the invention, is furthermore remarkable in that the inductance inductors with a ferrite core are each formed by a first ferrite core element having a central longitudinal housing, and, by a second ferrite core member having a central longitudinal housing, identical to that of the first ferrite core member, the first and second ferrite core members being positioned opposite the so as to form, at their central longitudinal housing vis-à-vis, a passage sleeve surrounding at least one of the conductive supply tracks.
  • the attenuator / band eliminator filter for electromagnetic inductions for brush DC motor, object of the invention Finally, it is remarkable that the inductors with a ferrite core surrounding each supply conductor track and each of the conductive supply or auxiliary supply tracks are placed on the motor closure plate, the first and the second element. ferrite core forming each ferrite core inductor being held each in facing relation by a ratchet finger integrally formed with the closure plate.
  • Another subject of the invention is a reactive impedance with a ferrite core for filtering electromagnetic inductions for a brush DC motor.
  • This reactive impedance is remarkable in that it is formed by a first ferrite core element having a central longitudinal housing, and by a second ferrite core element having a central longitudinal housing, identical to that of the first core element. ferrite.
  • the first and second ferrite core elements are placed facing each other so as to form, at their central longitudinal recess, a passage sleeve surrounding at least one of the conductive tracks. power.
  • the reactive impedance object of the invention is furthermore remarkable in that this impedance is placed so as to surround at least one main or auxiliary power supply track of the motor.
  • the electromagnetic interference filter for a brush DC motor which is the subject of the invention, is applicable to the windscreen wiper equipment of motor vehicles of any type.
  • FIG. 1 represents, by way of illustration, the electrical diagram of the band attenuator / eliminator filter of the electromagnetic inductions for brush DC motor, object of the invention
  • FIG. 2 represents a nonlimiting preferential implementation of the attenuated filter for use on the basis of electromagnetic induc tions which is the subject of the invention, as represented in FIG. 1. ;
  • FIG. 3a shows a view from above of the implantation of specific elements of the attenuator / band eliminator electromagnetic emission filter, object of the invention as represented in FIG. 2;
  • FIG. 3b represents, by way of illustration, according to a sectional plane PP of FIG. 3a, represented by its trace in the plane of this figure, a step of mounting the specific elements represented in FIG. 3a, these specific elements being constituted by reactive impedances with a ferrite core more especially adapted to the industrial production of the filter which is the subject of the present invention;
  • FIG. 3c represents, according to the abovementioned sectional view, the specific elements constituted by reactive impedances placed on the closing plate of the brush motor in question;
  • FIG. 4 represents the electrical diagram of a filter according to the invention in which a reactive impedance according to the subject of the present invention is placed on an auxiliary supply circuit, in addition to the main motor supply circuit;
  • FIG. 5 represents a perspective view of a grounding circuit for connection of coal of a DC motor representing the implantation of specific elements of the attenuator / band eliminator filter of electromagnetic inductions, object of FIG. invention, in the engine.
  • the filter which is the subject of the invention comprises, at least, integrated in an electromagnetic compatibility inductance filter, denoted EMC, formed by at least a first reactive impedance L1 inserted between the supply terminal positive motor and the positive terminal of the battery + bat and by a second reactive impedance L2 inserted between the negative power supply terminal motor and the mass of the vehicle, noted - Bat, a first capacitive electrical impedance, C1, connected in parallel between the positive terminal and the negative motor supply terminal and a second capacitive electrical impedance, denoted C2, C3, having a capacitance lower than that of the first capacitive impedance C1 and connected in parallel between the positive terminal of the battery + bat and the motor ground terminal.
  • EMC electromagnetic compatibility inductance filter
  • the ground terminal of the motor M is noted in Figure 1 and in the following figures by a black point of connection to the metal frame of the motor CM.
  • the motor ground terminal that is to say the metal carcass CM of the latter, can be advantageously connected to the vehicle -Bat mass.
  • the second capacitive impedance C2, C3 is constituted by C2 or C3 electrical capacitors connected in series, the midpoint of the two electrical capacitors being connected to the metal frame CM of the motor M.
  • the first C1, the second C2 and the third capacitance C3 have the same capacitance value, less than 1 F.
  • the band attenuator / eliminator filter of the electromagnetic inductions, object of the invention is implanted in the motor M.
  • the reactive impedances L1, L2 and the capacitive electrical impedances C1, C2 belong in this example to a grounding circuit for connection of DC motor coal.
  • the grounding circuit comprises coals or brushes B1, B2, each coal B1, B2 is connected by a flexible blade and a reactive impedance L1, L2 to a connection pad
  • the grounding circuit comprises at least one metal plate 2 having at each of its ends an electrical contact area 21 respectively 22.
  • Each electrical contact zone is intended to be placed in electrical contact with the motor inductor , connected to the engine mass, through the engine's metal housing.
  • the capacitive electrical impedances C1, C2 comprise a first branch electrically connected to the metal plate 2 and a second branch electrically connected to the connection pad P + to the positive terminal respectively to the grounding pad P- to the negative power supply terminal. battery.
  • the capacitive electrical impedances C1 and C2 have a common branch directly connected to the metal plate 2, their other respective branch being connected directly to the reactive impedance L1 which is connected to the coal B 1 and to the connection pad P respectively the reactive impedance L2 which is connected to the coal B2 and the connection pad P +.
  • the filter according to the invention makes it possible to obtain band attenuation / elimination of electromagnetic inductions for a brush DC motor between 5 and 10 dB over the frequency band. between 100 MHz and 1 GHz, compared to conventional EMC filters.
  • the band attenuator / eliminator filter of the electromagnetic inductions for brush DC motor, object of the invention further comprises at least one third reactive impedance Z3, connected in series between the input terminal of the first reactive impedance L1 and the positive terminal of the battery + bat and between the output terminal of the second reactive impedance L2 and the vehicle's ground terminal.
  • the input terminal of the first reactive impedance L1 and the output terminal of the second reactive impedance L2 refer to the direction of flow of the supplied direct supply current. by the terminals + Bat, -Bat of the battery, but that the aforementioned third reactive impedance introduces a selective attenuation on the external supply circuits for the spurious signals generated by the switching of the brushes of the motor to the external circuits of the battery and of the vehicle.
  • the third reactive impedance Z3 may consist of a single ferrite core impedance surrounding the main motor feed tracks P1, P2. Separate impedances Z3 on each motor power supply track P1, P2 can also be implemented.
  • the filter object of the invention may advantageously comprise at least one other reactive impedance inserted in series on the circuit of the invention.
  • auxiliary power supra.
  • Such a reactive impedance is designated fourth reactive impedance and referenced Z4 in Figure 3a.
  • the third Z3 and the fourth reactive impedance Z4 have an impedance of identical value, greater than 50 ohms, in the frequency attenuation band between 100 M H z and 1 GH z.
  • the filter according to the invention makes it possible to obtain an attenuation / band elimination of electromagnetic inductions of between 15 dB and 20 dB over the frequency band between 100 MHz and 1 GHz, in comparison with conventional EMC filters.
  • the third Z3 and the fourth Z4 reactive impedance are each constituted by a ferrite core inductance.
  • FIG. 3a shows the arrangement of the third Z3 and the fourth reactive impedance Z4, constituted by the aforementioned inductance chokes with a ferrite core, placed on the closing plate PF of the motor M.
  • the self inductances Z3 and Z4 are placed on the closure plate PF so as to surround each motor supply conductive track, P1, P2, respectively the auxiliary power supply tracks P3, P4, connected to the battery + bat power supply terminal respectively to the ground terminal of the vehicle -Bat.
  • the above-mentioned self-inductances with a ferrite core make it possible to oppose the value of the third and fourth reactive impedances Z3 and Z4 to the only spurious signals generated by the switching of the brushes of the motor respectively by the function supplied by the auxiliary supply tracks P3, P4.
  • FIGS. 3a, 3b and 3c A non-imitative preferred embodiment of the ferrite core inductors constituting the third Z3 and the fourth reactive impedance Z4 will now be described in conjunction with FIGS. 3a, 3b and 3c.
  • FIG. 3b which is a sectional view along the section plane PP of FIG. 3a, it is indicated that the inductance inductors Z3 and Z4 with ferrite core are each formed by a first ferrite core element Z3a and Z4a, having a central longitudinal housing Z3alc and Z4alc respectively, and a second ferrite core element Z3b and Z4b, substantially identical to the first ferrite core element.
  • FIG. 3b due to the observation of the cutting plane PP, only the first and second ferrite elements Z3a and Z3b and their corresponding central longitudinal housing are represented.
  • the first and second ferrite core elements Z3a, Z3b respectively Z4a, Z4b constituting the inductors Z3 and Z4 are placed facing each other so as to form, at the level of their central longitudinal housing placed vis-à-vis, a passage sleeve surrounding at least one of the motor supply tracks P1, P2.
  • the first ferrite core element Z3a is thus plugged into the second ferrite core element Z3b which rests on the motor closure plate PF, the mounting by plugging of the first ferrite element on the second being represented by the arrow F in dotted line in Figure 3b.
  • the first and second ferrite core elements forming each ferrite core inductor are each held in opposition to form the sleeve surrounding the conductive track considered by a ratchet finger. , noted d3a, d3b respectively d4a, d4b, shown in Figure 3a.
  • the above ratchet fingers are preferably made of material of the closure plate PF, during the manufacture of the latter by molding.
  • FIG 3c A general view of the assembly thus formed is shown in Figure 3c, according to the sectional view along the section plane of Figure 3a, when the engine sealing cover CE has been replaced on the assembly thus formed.
  • a retaining finger dm of material of the engine sealing cover CE may advantageously be provided in order to maintain the mechanical cohesion of the stack of the first and second ferrite core elements constituting the inductance chokes.
  • the ferrite core impedance Z3, Z4 is formed as described in connection with Figures 3b and 3c.
  • the ferrite core impedance which is the subject of the invention, is then remarkable in that the latter can be placed so as to surround at least one main motor supply track or, finally, any auxiliary supply track of the latter.
  • the electromagnetic induction band attenuator / eliminator filter for brush DC motor according to the invention is easily implemented from commercially available passive reactive and capacitive electronic components and does not imply no significant modification of the dimensions and the size of the engine.
  • the latter provided with a filter according to the invention, can be provided for equipping motor vehicles of any type, first or second monte.

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Abstract

Un filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais comportant au moins, intégrées à un filtre à inductance de compatibilité électromagnétique (EMC) formé par au moins une première impédance réactive (L1 ), insérée entre la borne d'alimentation positive moteur et la borne positive de la batterie (+Bat) et une deuxième impédance réactive (L2), insérée entre la borne d'alimentation négative moteur et la masse du véhicule (-Bat), une première impédance électrique capacitive (C1 ) connectée en parallèle entre la borne positive et la borne négative d'alimentation moteur, et, une deuxième impédance électrique capacitive (C2,C3) de capacité électrique inférieure à celle de la première impédance capacitive (C1 ) et connectée en parallèle entre la borne positive de la batterie (+Bat) et la borne de masse du moteur (-Bat). Application à l'équipement de moteurs d'essuie glaces pour véhicules automobiles de tout type.

Description

Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais
L'invention concerne un filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais.
Les moteurs à courant continu utilisés pour l'équipement des véhicules automobiles, notamment les moteurs d'essuie-glaces, comportent un collecteur tournant sur les secteurs duquel des balais en contact avec ces secteurs permettent l'alimentation de l'induit et l'entraînement du moteur.
Au cours du fonctionnement de ce type de moteur, le contact des balais sur les secteurs discrets successifs du collecteur provoque des phénomènes transitoires de commutation, lors de la commutation du contact électrique successif des balais avec les secteurs discrets du collecteur tournant.
Ces phénomènes transitoires sont générateurs de parasites et/ou d'interférences, lesquels peuvent être analysés en des impulsions à structure fréquentielle harmonique erratique, à très haute fréquence, pouvant être comprise entre 1 00 MHz et 1 GHz, mais de niveau d'amplitude élevée, en particulier lors de la commutation du contact des balais sur les secteurs successifs du collecteur.
Ces parasites et/ou interférences se propagent sans grande difficulté sur les l ignes d'al imentation et/ou de transmission de signaux du véhicule automobile.
En cela, ils apparaissent préjudiciables non seulement au confort des utilisateurs du véhicule, lorsque ces parasites et/ou interférences se propagent, par exemple, sur les circuits audio d'un récepteur radiofréquence du véhicule, mais également au bon fonctionnement, voire à la sécurité, du véhicule, lorsque ces derniers se propagent sur les lignes de commande, de contrôle ou de régulation des organes du véhicule, tels que notamment les organes de contrôle de vitesse et/ou de freinage.
Ces parasites et/ou interférences sont en outre préjudiciables au bon fonctionnement des circuits mémoire et de calcul embarqués équipant les véhicules automobiles actuels.
Parmi les solutions de l'art antérieur utilisées pour réduire le niveau d'amplitude de ces parasites et/ou interférences, on peut citer les filtres EMC, pour Electronic Magnetic Çpmpatibility en anglais, lesquels comportent, habituellement, un système de filtre à inductances intercalées entre les bornes de connexion du moteur et les bornes d'alimentation de la batterie.
Compte tenu des valeurs d'inductances normalement utilisées, ce type de filtre permet d'obtenir une atténuation convenable des parasites et/ou des interférences pour des fréquences dont les composantes harmoniques sont inférieures à 100 MHz environ.
D'autres solutions ont été proposées pour tenter de réduire ou supprimer les parasites et/ou interférences engendrés par le contact des balais sur les secteurs du collecteur dans un moteur à courant continu.
Parmi celles-ci, on a proposé des circuits du type filtre capacitif auxquels sont ajoutées une ou plusieurs diodes. Les diodes introduites ont pour objet d'effectuer essentiellement un écrêtage des impulsions ou pics des signaux parasites et/ou interférences. Une telle solution est par exemple décrite par le brevet US 3 732 285.
Une autre solution, telle que décrite par la demande EP 336 530, consiste par exemple à prévoir un filtrage en bande HF par un circuit HF et un filtrage en bande BF par un circuit BF.
Cette solution apparaît complexe à mettre en œuvre et implique la construction et l'implantation de circuits multiples.
La présente invention à pour objet de remédier aux inconvénients des solutions de filtrage des inductions électromagnétiques des moteurs à courant continu de l'art antérieur par la mise en œuvre d'une structure de filtrage à bande unique dans une plage de fréquences comprises entre 100 MHz et 1 GHz.
Un autre objet de la présente invention est en outre la mise en œuvre d'un filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais totalement compatible avec les filtres EMC actuels et pouvant, en conséquence, être intégré dans ces derniers, ou partiellement ajoutés à ces derniers, sans toutefois introduire une augmentation du volume et de l'encombrement du moteur.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est plus particulièrement destiné aux moteurs d'essuie-glaces.
Il est remarquable en ce qu'il comporte au moins, intégrées à un filtre à inductances de compatibilité électromagnétique formé par au moins une première impédance réactive insérée entre la borne d'alimentation positive moteur et la borne positive de la batterie et une deuxième impédance réactive insérée entre la borne d'alimentation négative moteur et la masse du véhicule, une première impédance capacitive connectée en parallèle entre la borne positive et la borne négative d'alimentation moteur, et, une deuxième impédance capacitive de capacité électrique inférieure à celle de la première impédance capacitive et connectée en parallèle entre la borne positive de la batterie et la borne de masse du moteur.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce que la deuxième impédance capacitive est constituée par des capacités électriques connectées en série, le point milieu des deux capacités électriques étant connecté à la carcasse métallique du moteur.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais objet de l'invention, est également remarquable en ce que la première, la deuxième et la troisième capacité électrique ont une même valeur, inférieure à 1 F.
Le fi ltre atté n uateu r/él i m i n ateu r de ban de des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce qu'il comporte en outre au moins une troisième impédance réactive insérée en série entre la borne d'entrée de la première impédance réactive et la borne positive de la batterie, et, entre la borne de sortie de la deuxième impédance réactive et la borne de masse du véhicule.
Le filtre atténuateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce qu'il comprend une quatrième impédance réactive insérée en série sur un circuit d'alimentation auxiliaire du moteur.
Le filtre atténuateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est également remarquable en ce que la troisième et la quatrième impédance réactive ont une impédance de valeur identique, supérieure à 50 ohms dans une bande de fréquences comprises entre 100 MHz et 1GHz.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est également remarquable en ce que la troisième et la quatrième impédance réactive sont constituées chacune par une inductance à noyau de ferrite.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est également remarquable en ce que les self inductances à noyau de ferrite sont placées sur la plaque de fermeture du moteur de façon à entourer chaque piste conductrice d'alimentation reliée à la borne d'alimentation batterie respectivement à la borne de masse du véhicule ou aux circuits d'alimentation auxiliaire du moteur.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce que les self inductances à noyau de ferrite sont formées chacune par un premier élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, et, par un deuxième élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, identique à celui du premier élément de noyau ferrite, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite étant placés en vis-à-vis de façon à former, au niveau de leur logement longitudinal central en vis-à-vis, un manchon de passage entourant l'une au moins des pistes conductrices d'alimentation.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, est enfin remarquable en ce que les self inductances à noyau de ferrite entourant chaque piste conductrice d'alimentation et chacune des pistes conductrices d'alimentation ou d'al imentation auxiliaire sont placées sur la plaque de fermeture du moteur, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite formant chaque inductance à noyau de ferrite étant maintenus chacun en vis-à- vis par un doigt à cliquet venu de matière de la plaque de fermeture.
L'invention a également pour objet une impédance réactive à noyau de ferrite pour filtrage des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais. Cette impédance réactive est remarquable en ce qu'elle est formée par un premier élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, et, par un deuxième élément de noyau de ferrite présentant un logement longitudinal central, identique à celui du premier élément de noyau ferrite. Le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite sont placés en vis- à-vis de façon à former, au niveau de leur logement longitudinal central en vis-à- vis, un manchon de passage entourant l'une au moins des pistes conductrices d'alimentation.
L' impédance réactive objet de l'invention est en outre remarquable en ce que cette impédance est placée de façon à entourer au moins une piste d'alimentation principale ou auxiliaire du moteur.
Le fi ltre attén uate u r/él i m i n ateu r de bande des i nd uctions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, trouve application à l'équipement d'essuie-glaces de véhicules automobiles de tout type.
Il sera mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels :
-la figure 1 représente, à titre illustratif, le schéma électrique du filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention ;
-la figure 2 représente un mode de mise en œuvre préférentiel non l i m itatif d u fi l tre atté n uate u r/é l i m i n ate u r d e ba n de d es i n d u cti on s électromagnétiques objet de l'invention, tel que représenté en figure 1 ; -la figure 3a représente une vue de dessus de l'implantation d'éléments spécifiques d u fi ltre atténuateur/él i mi nateur de bande des i nductions électromagnétiques, objet de l'invention tel que représenté en figure 2 ;
-la figure 3b représente, à titre illustratif, selon un plan de coupe PP de la figure 3a , représenté par sa trace dans le plan de cette figure, une étape de montage des éléments spécifiques représentés en figures 3a, ces éléments spécifiques étant constitués par des impédances réactives à noyau de ferrite plus spécialement adaptées à la réalisation industrielle du filtre objet de la présente invention ;
-la figure 3c représente, selon la vue en coupe précitée, les éléments spécifiques constitués par des impédances réactives placées sur la plaque de fermeture du moteur à balais considéré ;
-la figure 4 représente le schéma électrique d'un filtre objet de l'invention dans lequel une impédance réactive conforme à l'objet de la présente invention est placée sur un circuit auxiliaire d'alimentation, outre le circuit principal d'alimentation moteur ; et
-la figure 5 représente une vue en perspective d'un circuit de prise de masse pour connexion de charbon d'un moteur à courant continu représentant l'implantation d'éléments spécifiques du filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques, objet de l'invention, dans le moteur.
Une description plus détaillée du filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur M à courant continu à balais, objet de l'invention, sera maintenant donnée en liaison avec les figures 1 , 2 et les figures suivantes.
En référence à la figure 1 , on observe que le filtre objet de l'invention comporte au moins, intégrées à un filtre à inductances de compatibilité électromagnétique, noté EMC, formé par au moins une première impédance réactive L1 insérée entre la borne d'alimentation positive moteur et la borne positive de la batterie +Bat et par une deuxième impédance réactive L2 insérée entre la borne d'alimentation négative moteur et la masse du véhicule, notée - Bat, une première impédance électrique capacitive, C1 , connectée en parallèle entre la borne positive et la borne négative d'alimentation moteur et une deuxième impédance électrique capacitive, notée C2, C3, présentant une capacité électrique inférieure à celle de la première impédance capacitive C1 et connectée en parallèle entre la borne positive de la batterie +Bat et la borne de masse du moteur. Par convention, la borne de masse du moteur M est notée sur la figure 1 et sur les figures suivantes par un point noir de connexion à la carcasse métallique du moteur CM. On note que la borne de masse du moteur, c'est-à-dire la carcasse métallique CM de ce dernier, peut être avantageusement connectée à la masse du véhicule -Bat.
D'une manière plus spécifique, on indique que la deuxième impédance capacitive C2,C3 est constituée par des capacités électriques C2 respectivement C3 connectées en série, le point milieu des deux capacités électriques étant connecté à la carcasse métallique CM du moteur M.
De manière avantageuse, la première C1 , la deuxième C2 et la troisième C3 capacité électrique ont une même valeur de capacité électrique, inférieure à 1 F.
De préférence, le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques, objet de l'invention, est implanté dans le moteur M. La figure
5 représente un exemple d'implantation non limitatif de ce filtre, les impédances réactives L1 , L2 et les impédances électriques capacitives C1 , C2, appartiennent dans cet exemple à un circuit de prise de masse pour connexion de charbon de moteur à courant continu.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, le circuit de prise de masse comprend des charbons ou balais B1 , B2, chaque charbon B1 , B2 est connecté par une lame souple et une impédance réactive L1 , L2 à un plot de connexion
P+, P- à la borne positive respectivement à la borne négative d'alimentation par la batterie du véhicule.
De plus, le circuit de prise de masse comprend au moins une plaquette métallique 2 présentant à chacune de ses extrémités une zone de contact électrique 21 respectivement 22. Chaque zone de contact électrique est destinée à être placée en contact électrique avec l'inducteur du moteur, connecté à la masse du moteur, par l'intermédiaire du carter métallique du moteur.
Les impédances électriques capacitives C1 , C2 comportent une première branche électriquement connectée à la plaquette métallique 2 et une deuxième branche électriquement connectée au plot de connexion P+ à la borne positive respectivement au plot de con nexi on P- à la borne négative d'alimentation par la batterie.
De préférence, les impédances électriques capacitives C1 et C2 ont une branche commune reliée directement à la plaquette métallique 2, leur autre branche respective étant connectée directement à l'impédance réactive L1 qui est connectée au charbon B 1 et au plot de connexion P- respectivement à l'impédance réactive L2 qui est connectée au charbon B2 et au plot de connexion P+.
Le filtre objet de l'invention, tel que défini en référence à la figure 1 , permet d'obtenir une atténuation/élimination de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais comprise entre 5 et 1 0 dB sur la bande de fréquences comprises entre 100 MHz et 1 GHz, en comparaison des filtres EMC classiques.
Une variante de mise en œuvre préférentielle non limitative du filtre objet de l'invention est maintenant décrite en liaison avec la figure 2.
Alors que la première et la deuxième impédance capacitive sont di rectement i ntégrées au fi ltre à inductance capacité de compatibilité électromagnétique EMC, dans un mode de réalisation préférentiel, le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, objet de l'invention, comporte en outre au moins une troisième impédance réactive Z3, connectée en série entre la borne d'entrée de la première impédance réactive L1 et la borne positive de la batterie +Bat et entre la borne de sortie de la deuxième impédance réactive L2 et la borne de masse du véhicule.
On comprend que, par convention, la borne d'entrée de la première impédance réactive L1 et la borne de sortie de la deuxième impédance réactive L2 font référence au sens de circulation du courant continu d'alimentation délivré par les bornes +Bat, -Bat de la batterie, mais que la troisième impédance réactive précitée introduit une atténuation sélective sur les circuits externes d'alimentation pour les signaux parasite engendrés par la commutation des balais du moteur vers les circuits externes de la batterie et du véhicule.
De préférence, la troisième impédance réactive Z3 peut être constituée par une impédance à noyau de ferrite unique entourant les pistes principales P1 , P2 d'alimentation moteur. Des impédances Z3 séparées sur chaque piste d'alimentation moteur P1 , P2 peuvent en outre être mises en œuvre
En outre, lorsque le moteur comporte des pistes d'alimentation auxiliaire, ces pistes auxiliaires alimentant une ou plusieurs fonctions auxiliaires par exemple, le filtre objet de l'invention peut comprendre avantageusement au moins une autre impédance réactive insérée en série sur le circuit d'alimentation auxiliaire précité. Une telle impédance réactive est désignée quatrième impédance réactive et référencée Z4 sur la figure 3a.
De préférence, la troisième Z3 et la quatrième Z4 impédance réactive ont une impédance de valeur identique, supérieur à 50 ohms, dans la bande d'atténuation de fréquences comprises entre 100 M H z et 1 GH z .
Dans cette configuration, le filtre objet de l'invention, permet l'obtention d'une atténuation/élimination de bande des inductions électromagnétiques comprise entre 15 dB et 20 dB, sur la bande de fréquences comprise entre 100 MHz et 1 GHz, en comparaison des filtres EMC classiques.
Dans un mode de réalisation préférentiel, la troisième Z3 et la quatrième Z4 impédance réactive sont constituées chacune par une inductance à noyau de ferrite.
Sur la figure 3a , on a représenté l'agencement de la troisième Z3 et de la quatrième Z4 impédance réactive, constituées par les selfs inductances précitées à noyau de ferrite, placées sur la plaque de fermeture PF du moteur M. La figure 3a représente une vue de dessus du moteur M et des circuits électriques de ce dernier placés sur la plaque de fermeture PF, le capot d'étanchéité CE de l'ensemble moteur étant supprimé.
Ainsi qu'il apparaît à l'observation de la figure 3a, les self inductances Z3 et Z4 sont placées sur la plaque de fermeture PF de façon à entourer chaque piste conductrice d'alimentation moteur, P1 , P2, respectivement les pistes d'alimentation auxiliaire P3,P4, reliées à la borne d'alimentation batterie +Bat respectivement à la borne de masse du véhicule -Bat. Ainsi, on comprend que les self inductances précitées à noyau de ferrite permettent d'opposer la valeur de la troisième et de la quatrième impédance réactive Z3 et Z4 aux seuls signaux parasites engendrés par la commutation des balais du moteur respectivement par la fonction alimentée par les pistes d'alimentation auxiliaire P3,P4.
Un mode de mise en œuvre préférentiel non l im itatif des self inductances à noyau de ferrite constituant la troisième Z3 et la quatrième Z4 impédance réactive sera maintenant décrit en liaison avec les figures 3a ,3b et 3c.
En référence à la figure 3b, laquelle est une vue en coupe selon le plan de coupe PP de la figure 3a, on indique que les selfs inductances Z3 et Z4 à noyau de ferrite sont formées chacune par un premier élément de noyau de ferrite Z3a et Z4a, présentant un logement longitudinal central Z3alc et Z4alc respectivement, et par un deuxième élément de noyau de ferrite Z3b et Z4b , sensiblement identique au premier élément de noyau de ferrite. Sur la figure 3b, en raison de l'observation du plan de coupe PP, seuls sont représentés le premier et le deuxième élément de ferrite Z3a et Z3b et leur logement longitudinal central correspondant.
Selon un mode de mise en œuvre préférentiel avantageux, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite Z3a, Z3b respectivement Z4a, Z4b constitutif des inductances Z3 et Z4 sont placés en vis-à-vis de façon à former, au niveau de leur logement longitudinal central mis en vis-à-vis, un manchon de passage entourant l'une au moins des pistes d'alimentation moteur P1 , P2.
Sur la figure 3b, on comprend que le premier élément de noyau de ferrite Z3a est ainsi enfiché sur le deuxième élément de noyau de ferrite Z3b lequel repose sur la plaque de fermeture moteur PF, le montage par en fichage du premier élément de ferrite sur le deuxième étant représenté par la flèche F en trait mixte sur la figure 3b. De préférence, ainsi que représenté en figure 3b, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite formant chaque inductance à noyau de ferrite sont maintenus chacun en vis-à-vis pour former le manchon entourant la piste conductrice considérée par un doigt à cliquet, noté d3a, d3b respectivement d4a, d4b, représentés sur la figure 3a. Les doigts à cliquet précités sont de préférence venus de matière de la plaque de fermeture PF, lors de la fabrication de cette dernière par moulage.
Une vue générale de l'ensemble ainsi constitué est représentée en figure 3c, selon la vue en coupe selon le plan de coupe de la figure 3a, lorsque le capot d'étanchéité moteur CE a été replacé sur l'ensemble ainsi constitué. On note, par exemple, qu'un doigt de maintien dm venu de matière du capot d'étanchéité moteur CE peut avantageusement être prévu afin de maintenir la cohésion mécanique de l'empilement des premiers et deuxième élément de noyau de ferrite constituant les selfs inductance Z3 et Z4.
Enfin, l'impédance à noyau de ferrite Z3,Z4 est formée ainsi que décrit en liaison avec les figures 3b et 3c.
L'impédance à noyau de ferrite, objet de l'invention, est alors remarquable en ce que cette dernière peut être placée de façon à entourer au moins une piste d'alimentation principale moteur ou finalement toute piste d'alimentation auxiliaire de ce dernier.
Un exemple de mise en œuvre du filtre objet de l'invention et d'au moins une impédance réactive sur les pistes d'alimentation auxiliaire de la commande « Arrêt fixe » d'un moteur d'essuie glace de véhicule automobile est donnée en liaison avec la figure 4.
Sur cette figure, on observe le filtre objet de l'invention, tel que représenté en figure 2, et l'impédance réactive formant la quatrième impédance réactive Z4 représentée en figure 3a.
Le filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, selon l'invention, est aisément mis en œuvre à partir de composants électroniques réactifs et capacitifs passifs normalement disponibles dans le commerce et n'implique aucune modification importante des dimensions et de l'encombrement du moteur. Ce dernier, muni d'un filtre selon l'invention, peut être prévu pour équiper des véhicules automobiles de tout type, en première ou deuxième monte.

Claims

Revendications
1/ Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, caractérisé en ce qu'il comporte au moins, intégrées à un filtre à inductances de compatibilité électromagnétique (EMC) formé par au moins une première impédance réactive (L1 ), insérée entre la borne d'alimentation positive moteur et la borne positive de la batterie (+Bat) et une deuxième impédance réactive (L2), insérée entre la borne d'alimentation négative moteur et la masse du véhicule (-Bat),
- une première impédance électrique capacitive (C 1 ) connectée en parallèle entre la borne positive et la borne négative d'alimentation moteur ;
- une deuxième impédance électrique capacitive (C2, C3) de capacité électrique inférieure à celle de la première impédance capacitive (C 1 ) et connectée en parallèle entre la borne positive de la batterie (+Bat) et la borne de masse du moteur (-Bat).
21 Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite deuxième impédance capacitive (C2 , C3) est constituée par des capacités électriques (C2), (C3) connectées en série, le point milieu des deux capacités électriques (C2,C3) étant connecté à la carcasse métallique du moteur (CM). 3/ Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à cou rant conti nu à balai s sel on l es revend ications 1 et 2 , caractérisé en ce que la première (C 1 ), la deuxième (C2) et la troisième (C3) capacité électrique ont une même valeur, inférieure à 1 F. 4/ Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une troisième impédance réactive (Z3) insérée en série entre la borne d'entrée de la première impédance réactive ( L1 ) et la borne positive de la batterie (+Bat) et entre la borne de sortie de la deuxième impédance réactive (L2) et la borne de masse du véhicule (-Bat).
5/ Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que celui-ci comprend une quatrième impédance réactive (Z4) insérée en série sur un circuit d'alimentation auxiliaire du moteur.
6/ Filtre/éliminateur atténuateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la troisième (Z3) et la quatrième (Z4) impédance réactive ont une impédance de valeur identique, de préférence supérieure à 50 ohms dans une bande de fréquences comprises entre 100 MHz et 1 GHz.
Il Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la troisième (Z3) et/ou la quatrième (Z4) impédances réactives (Z3, Z4) est/sont constituée(s) par une inductance à noyau de ferrite.
8/ Filtre atténuateur/éliminateur de bande des inductions électromagnétiques pour moteur à courant continu à balais selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins l'une des impédances réactives (Z3, Z4) à noyau de ferrite est formée par :
- un premier élément de noyau de ferrite (Z3a, Z4a) présentant un logement longitudinal central (Z3alc, Z4alc) ; et,
- un deuxième élément de noyau de ferrite (Z3b, Z4b) présentant un logement longitudinal central (Z3blc, Z4blc), identique à celui (Z3alc, Z4alc) du premier élément de noyau ferrite, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite (Z3a, Z3b) (Z4a, Z4b) étant placés en vis-à-vis de façon à former au niveau de leur logement longitudinal central en vis-à-vis un manchon de passage entourant l'une des pistes conductrices d'alimentation (P1 ,P2), (P3,P4). 9/ Moteur à courant continu à balais, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
10/ Moteur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites impédances à noyau de ferrite (Z3, Z4) est placée de façon à entourer au moins une piste d'alimentation principale ou auxiliaire du moteur.
1 1/ Moteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de fermeture moteur (P F) et en ce qu'au moi ns l' une desdites impédances réactives à noyau de ferrite est placée sur la plaque de fermeture (PF) du moteur, de préférence de façon à entourer une piste conductrice d'alimentation (P1 , P2), (P3, P4) reliée à la borne d'alimentation batterie (+Bat) respectivement à la borne de masse (-Bat) du véhicule ou aux circuits d'alimentation auxiliaire du moteur. 12/ Moteur selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites impédances réactives à noyau de ferrite (Z3, Z4) entourant une piste conductrice d'alimentation (P1 , P2 ) et u n e desdites pistes conductrices d'alimentation (P1 , P2) ou d'alimentation auxiliaire du moteur (P3, P4) sont placées sur la plaque de fermeture (PF) du moteur, le premier et le deuxième élément de noyau de ferrite (Z3a, Z3b) (Z4a, Z4b) formant chaque inductance à noyau de ferrite étant maintenus chacun en vis-à-vis par un doigt à cliquet (d3a) (d3b), de préférence venu de matière de la plaque de fermeture moteur (PF).
13/ Moteur selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un doigt de maintien (dm) assurant la cohésion mécanique de l'empilement des premiers et deuxième élément de noyau de ferrite constituant au moins l'une des impédances réactives à noyau de ferrite (Z3, Z4), ledit doigt étant de préférence venu de matière avec un capot d'étanchéité moteur (CE).
14/ Moteur selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que la borne de masse du moteur est formée par la carcasse métallique du moteur.
15/ Moteur selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que les première et deuxième impédances réactives (L1 , L2) et les première et deuxième impédances capacitives (C1 , C2, C3) appartiennent à un circuit de prise de masse pour connexion de balai de moteur à courant continu.
16/ Moteur selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comporte une plaquette métallique (2) présentant deux zones de contact électrique (21 , 22) destinées à être placée en contact électrique avec l'inducteur du moteur, et en ce que les première et deuxième impédances électriques capacitives (C1 , C2) comportent chacune une première branche électriquement connectée à la plaquette métallique (2), et une deuxième branche électriquement connectée respectivement à la première impédance réactive (L1 ) connectée à un premier balai (B1 ) et à la deuxième impédance réactive (L2) connectée à un deuxième balai (B2).
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